TW201705196A - 含矽有機層之濕式剝離方法 - Google Patents

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安東尼 Ｓ 拉特科維奇
艾瑞克 Ｒ 柏格
傑佛瑞 Ｗ 布特鮑夫
羅伯特 湯瑪士 約翰 馬茨
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Abstract

本發明描述一種從微電子工件剝離材料的方法。該方法包含：接收具有露出由矽及有機材料組成之覆層之表面的工件、以及將該工件設置於濕式清洗腔室中。在濕式清洗腔室中，由矽及有機材料組成之覆層係藉由使該工件的表面曝露於含有硫酸成分的第一剝離劑而從工件移除，並且然後可選地使該工件的該表面曝露於含有稀釋氫氟酸(dHF)的第二剝離劑。

Description

含矽有機層之濕式剝離方法
本發明相關於從微電子工件剝離覆層的方法，且特別相關於剝離由矽及有機材料組成之覆層的方法。
光微影係藉由將遮罩上之幾何形狀及圖案轉移至半導體工件之表面而用來製造半導體積體電路的主要技術。原理上，使光敏性材料曝露於圖案化光，以改變該光敏性材料在顯影溶液中的溶解度。一旦進行成像及顯影，光敏性材料之可溶於顯影化學成分的部分被移除，並留下電路圖案。
一旦電路圖案最初形成於光敏性材料中，該圖案化層便用作遮蔽半導體工件之某些區域、而露出其他區域的保護膜，以容許利用如電漿蝕刻製程的乾式蝕刻製程將電路圖案轉移至下方層。為在初始圖案層中產生更小的臨界尺寸及更薄的覆層/特徵部，可使用包含雙層遮罩至三層遮罩的複數層架構。納入第二或第三層的情形中，最上方的圖案化層可比通常選來耐受後續(複數)乾式蝕刻製程的厚度更薄。
在複數層遮罩中，有機或無機抗反射塗佈(ARC)層可形成於光敏性材料層的下方，以減少反射光並減少光敏性材料層中駐波圖案的形成。含矽ARC(Si ARC)層現在於生產中作為抗反射遮罩層。其中Si含量可調節成為光敏性材料(如光阻)提供高蝕刻選擇性。典型地，Si ARC層係使用電漿灰化製程而移除，接著是濕式剝離以清洗殘留物。然而，電漿灰化製程可對下方的微電子工件造成損傷。且再者，隨著製程序列在複雜度上的增加，進階Si ARC層的移除已變得越來越有問題，且因此，需要移除該等材料及其他覆層的新的處理方法，以供微電子裝置的生產。
本發明之實施例相關於從微電子工件剝離覆層的方法，且特別相關於剝離由矽及有機材料組成之覆層的方法。
根據一實施例，本發明描述一種從微電子工件剝離材料的方法。該方法包含：接收具有露出由矽及有機材料組成之覆層之表面的工件、以及將該工件設置於濕式清洗腔室中。在濕式清洗腔室中，由矽及有機材料組成之覆層係藉由使該工件的表面曝露於含有硫酸成分的第一剝離劑而從工件移除，並且然後可選地使該工件的該表面曝露於含有稀釋氫氟酸(dHF)的第二剝離劑。
在各種實施例中描述從微電子工件剝離材料的方法。熟悉相關領域者將察知，各種實施例可在沒有該等具體細節之一或更多者的情況下實施，或者利用其它替代及/或額外方法、材料、或元件而實施。在其他情形中，已知悉的結構、材料、或操作不作詳細顯示或描述，以避免模糊該發明之各種實施例的實施態樣。類似地，為達解釋之目的，提出具體數字、材料、及配置以提供對該發明的透徹理解。然而，該發明可在沒有具體細節的情況下實施。再者，應理解，圖示中顯示的各種實施例係例示性代表，且不必依比例繪製。
整個說明書所提及之「一個實施例」或「一實施例」意指相關該實施例而描述的特定特徵、結構、材料、或特性係包含於本發明的至少一個實施例中，但並不表示其存在於每一個實施例中。因此，整個說明書各個地方出現之詞組「在一個實施例中」或「在一實施例中」並非必然是指該發明的同一實施例。再者，特定特徵、結構、材料、或特性可在一或更多實施例中以任何合適當的方式進行組合。在其他實施例中，可包含各種額外的覆層及/或結構，且/或可省略所描述的特徵。
根據本發明，如此處所使用之「工件」一般是指正受處理的物件。工件可包含裝置(尤其是半導體或其他電子裝置)的任何材料部分或結構，且舉例而言，可為基礎工件結構(如半導體晶圓)、或基礎工件結構上(或覆蓋於基礎工件結構上）的覆層（例如，薄膜）。工件可為習知的矽工件或其他包含半傳導性材料層的塊體工件。如此處所使用，用語「塊體工件」意指且包含不只是矽晶圓，亦有矽絕緣體 (silicon-on-insulator, SOI)工件(例如矽藍寶石(silicon-on-sapphire, SOS)工件、及矽玻璃(silicon-on-glass, SOG)工件)、基礎半導體基底上的矽磊晶層、及其他半導體或光電材料(例如矽-鍺、鍺、砷化鎵、氮化鎵、及磷化銦)。工件可摻雜或不摻雜。因此，工件並不意圖局限於任何特定的基礎結構、下方層或上方層、圖案化或非圖案化，卻應被考量為包含任何層或基礎結構、以及層及/或基礎結構的任何組合。以下描述可參考特定類型的工件，但這僅為說明性的目的，而不是限制。
如之前提及，含有矽及有機材料的覆層現已投入生產，且除其他功能外，還用作微影及圖案化遮罩層的抗反射塗層，以便使用蝕刻製程進行圖案轉移。作為範例，含矽ARC層包含矽及有機材料，且目前係使用於微電子裝置製造中。如以上進一步提及，Si含量可調節成為光敏性材料(如光阻)提供高蝕刻選擇性。典型地，含有矽及有機材料的覆層係使用電漿灰化製程而移除，接著是濕式剝離，以清洗後灰化的殘留物及其他。乾式、後續濕式的製程序列需要至少兩個處理工具以及冗長的週期。或者，可以使用在獨立的處理腔室中涉及二或更多化學成分的全濕式製程。然而，電漿灰化製程可對下方的微電子工件造成損傷，且在如此膜層中矽含量日益增加的情況下，如此膜層的移除已變得越來越有問題。
現在參考圖式，其中所有的若干圖式，相似的參考數字標定相同的或對應的部件，圖1A、1B、2A、2B、3A、3B、及4繪示一種從微電子工件剝離材料的方法。該方法係繪示於圖1A、2A、及3A中，且在圖4中以流程圖400的方式代表。如圖4中呈現，流程圖400開始於步驟410，其接收具有露出由矽及有機材料組成之覆層115、215、315之表面的工件100。
如圖1A中顯示，舉例而言，覆層115可包括含矽ARC層，該含矽ARC層可具或可不具有待轉移至下方層的圖案(見圖1B)。或者，如圖2A中顯示，舉例而言，覆層215可包括整合在複數層膜堆疊內的含矽ARC層，該複數層膜堆疊包含上方光敏性材料120的殘留部分，該含矽ARC層可具或可不具有待轉移至下方層的圖案(見圖2B)。又或者，如圖3A中顯示，舉例而言，覆層315可包含整合於複數層膜堆疊內的含矽ARC層，該複數層膜堆疊包含上方光敏性材料120的殘留部分及下方的有機層110，該含矽ARC層可具或可不具有待轉移至下方層的圖案(見圖3B)。如圖1A、2A、及3A中顯示，根據一些實施例，光敏性材料120及/或有機層110可省略，且覆層115係直接地沉積於工件100上、或介電層上、半導體層上、或導體層上。
工件100更包含裝置層105。裝置層105可包含工件100上的任何薄膜或結構(圖案係被轉移至該薄膜或結構中)。工件100可包含塊體矽基板、(摻雜或非摻雜的)單晶矽基板、半導體絕緣體(semiconductor-on-insulator，SOI)基板、或含有如以下者的任何其他半導體基板：Si、SiC、SiGe、SiGeC、Ge、GaAs、InAs、InP、以及其他III/V或II/VI族化合物半導體、或其任何組合(II、III、V、VI族是指元素週期表中傳統或舊式IUPAC記法；根據修訂或新式IUPAC記法，該等族將分別是指2、13、15、16族)。工件可為任何尺寸，例如200mm(毫米)基板、300mm基板、450mm基板、或甚至更大的基板。
在施加材料以便為微影產生後續覆層之前，由矽及有機材料組成之覆層115、215、315最初可藉由用材料薄層對工件100進行旋轉塗佈而製備。或者，由矽及有機材料組成之覆層115、215、315最初可使用如化學氣相沉積(CVD)、熱分解CVD、催化CVD、原子層沉積(ALD)等的氣相沉積技術而製備。層115、215、315中的矽含量可有所不同。舉例而言，在一些實施例中，矽含量可少於40%、30%、或20%、或甚至10%。並且，在其他實施例中，矽含量可大於40%。目前為光微影生產的例示性含矽ARC層可具有17 Si質量%(Si ARC 17%)的矽含量、或43 Si質量%(Si ARC 43%)的矽含量。舉例而言，含矽ARC層商業上可自Shin Etsu Chemical Co., Ltd.,及其他化學供應商獲得。
有機層110可包含光敏性有機聚合物或蝕刻型有機化合物。舉例而言，光敏性有機聚合物可為聚丙烯酸酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚苯醚樹脂、聚苯硫醚樹脂、或苯並環丁烯(BCB)。該等材料使用旋塗技術形成。有機層110可為在固化製程期間形成交聯結構的有機材料(例如，(CHx )n )。
在步驟420中，工件係設置於濕式清洗腔室中，待以下更為詳細地描述。且在步驟430中，由矽及有機材料組成之覆層係藉由操作濕式清洗腔室執行一或更多製程序列而完全地從工件100移除(見圖1B、2B、及3B)。
根據各種實施例，在濕式清洗腔室中執行的一或更多製程序列可使用於半導體加工中，其中待描述的製程序列使處理流程得以簡化，並降低資本設備需求，以及其他。如圖2A及3A中顯示，用以蝕刻並植入遮罩的複數層膜堆疊係使用於產線前段(FEOL，front end of the line)的複數處理步驟中。複數層膜堆疊可在使用之後移除，或者在複數層膜堆疊之形成/圖案化不符合處理規格的情形中，可移除該複數層膜堆疊，且隨後進行第二次沉積(亦即，重做)。
在一實施例中，一或更多製程序列包含使工件100的表面曝露於含有硫酸成分的第一剝離劑。工件100的曝露可包含將硫酸成分分配至工件100上，或者將工件浸入含有硫酸成分的槽中。硫酸成分可包含：液相硫酸成分(其含有硫酸及/或其乾燥物種)、及前驅物。舉例而言，硫酸成分可包含硫酸濃度為約96 wt%至約98 wt%(質量%)的硫酸。再者，硫酸成分可包括以下混合物，該混合物含有硫酸、及至少一其他成分。舉例而言，硫酸成分可更包含如過氧化物的氧化劑(亦即，硫酸-過氧化氫混合物(或，SPM)中的過氧化氫)、臭氧或臭氧水。此外，舉例而言，過氧化氫可包括約30 wt%至32 wt%的過氧化氫水溶液。
可將硫酸加熱至超過70度C、或150度C的溫度，又或者至超過200度C的溫度。舉例而言，在使硫酸與如過氧化氫的額外材料混合之前，將硫酸加熱至約70度C至約220度C之範圍的溫度。此外，舉例而言，在使硫酸與如過氧化氫的額外材料混合之前，將硫酸加熱至約170度C至約200度C之範圍的溫度。
再者，可添加水(如水蒸氣)至硫酸成分。舉例而言，可添加水或水蒸氣至硫酸與過氧化氫的混合物。可在硫酸成分通過分配噴嘴時，或者之後，將水添加至硫酸成分。此外，舉例而言，工件對於第一剝離劑的曝露包含：分配含有硫酸及/或其乾燥物種、及前驅物的液相硫酸成分；以及將該液相硫酸成分曝露於使該液相硫酸成分的溫度有效增加至高於該液相硫酸成分曝露於水汽前的溫度的水汽量。再者，基板可在混合酸蒸氣的分配期間進行旋轉。
在另一實施例中，一或更多製程序列可更包含使工件的表面曝露於含有稀釋氫氟酸(dHF)的第二剝離劑。第二剝離劑可包括稀釋氫氟酸。舉例而言，稀釋氫氟酸可藉由用水以水體積份數:HF體積份數從50:1至1000:1之範圍的稀釋比率對濃縮HF溶液(例如，49 wt%的HF水)進行稀釋而製備。可將稀釋氫氟酸加熱至約20度C至約80度C之範圍的溫度。
工件對第二剝離劑的曝露可在工件對第一剝離劑的曝露之後執行。在一範例中，工件對第二剝離劑的曝露係緊接工件對第一剝離劑的曝露而執行。在另一範例中，在工件對第一剝離劑的曝露及工件對第二剝離劑的曝露之間加插一或更多製程步驟。
在另一實施例中，一或更多製程序列在該工件曝露於該第一剝離劑之後、且該工件曝露於該第二剝離劑之前，更包含使該工件的該表面曝露於沖洗劑。沖洗劑係選可包括過氧化氫、去離子(DI)水、熱去離子(HDI)水、冷去離子(CDI)水、HDI及CDI的混合物、或HDI及CDI及過氧化氫的混合物、或其任何組合。HDI可包括溫度從約40度C至約99度C的DI水。CDI可包括溫度小於約40度C、或小於約25度C、或約20度C的DI水。
在又另一實施例中，一或更多製程序列可更包含使工件100的表面曝露於清洗劑。清洗劑可含有去離子水、氫氧化銨水、及過氧化氫的混合物，從而例如移除殘留的硫酸。舉例而言，清洗劑可包括SC1成分，其係由NH4 OH:H2 O2 :H2 O之混合比率從約1:1:5至約1:8:500的範圍的NH4 OH:H2 O2 :H2 O而組成。以上表達之混合比率是指約27 wt%至約31 wt%(質量%)的氨水溶液、約30 wt%至32 wt%的過氧化氫水溶液、及水的體積比率(例如，混合比率1:1:5是指1體積份之27-31 wt%氨水溶液比1體積份之30-32 wt%過氧化氫水溶液比5體積份的水)。SC1成分可調整至約20度C至約80度C之範圍內的溫度。或者，亦或另外地，清洗劑可含有去離子水、過氧化氫水、及氯化氫的混合物，從而例如移除其他的殘留物。舉例而言，清洗劑可包括由NH4 OH:HCl:H2 O組成的SC2成分。
在一範例中，工件對清洗劑的曝露係緊接工件對第一剝離劑的曝露而執行，或者緊接工件對第二剝離劑的曝露而執行。在另一範例中，在工件對第一剝離劑的曝露及工件對清洗劑的曝露之間、或者在工件對第二剝離劑的曝露及工件工件對清洗劑的曝露之間加插一或更多的製程步驟(例如，沖洗步驟)。
發明人已揭露較低Si含量層可藉由使工件曝露於硫酸成分(亦即，SPM)而完全地移除。較低Si含量殘留層可含有小於或等於20 質量%、或5質量%與20質量%之間、或10質量%與20質量%之間的矽含量。發明人推測較低Si含量層可含有小於或等於30 質量%、或甚至小於或等於40 質量%的矽含量。舉例而言，藉由使具有17 質量%矽含量的含矽ARC層曝露於SPM而不在後續曝露於dHF，發明人已觀察到該層的完全移除。工件曝露於SPM之後可曝露於SC1，以移除殘留的硫酸。由矽及有機材料組成之覆層可在實用時限內完全地移除，例如少於或等於300秒、或少於或等於180秒、或少於或等於120秒、或甚至少於或等於60秒。
發明人已觀察到當矽含量增加時，由矽及有機材料組成之覆層的完全移除變得更為挑戰。據此，發明人已揭露較高Si含量層可藉由使工件曝露於硫酸成分(亦即，SPM)、然後使工件曝露於稀釋氫氟酸(dHF)而完全地移除。較高Si含量殘留層可含有大於或等於20 質量%、或者大於或等於30 質量%、或者大於或等於40 質量%的矽含量。發明人推測SPM使含Si層氧化，使dHF得以破壞Si-O鍵，從而導致該膜層最終的移除。舉例而言，藉由使具有43 質量%矽含量之含矽ARC層的殘留層曝露於SPM、然後曝露於dHF，發明人已觀察到該層的完全移除。工件曝露於SPM及dHF之後可曝露於SC1，以移除殘留的硫酸。由矽及有機材料組成之覆層可在實際時限內完全地移除，例如少於或等於300秒、或少於或等於180秒、或少於或等於120秒、或甚至少於或等於60秒。
發明人也已經觀察到當矽含量超過40質量%時，在曝露於SPM之前使工件曝露於dHF不會完全地移除由矽及有機材料組成之覆層。且再者，發明人已觀察到當矽含量超過40 質量%時，SPM、及隨後之APM(過氧化銨混合物)不會完全地移除該層。
藉由在濕式清洗腔室(亦即，單晶圓濕式工作台)中結合所有的化學成分，複數層膜堆疊可利用較短週期而移除。即便膜堆疊中較難以移除的膜層係具有17%至43%之範圍Si含量的含Si ARC層，濕式清洗腔室中可用的化學成分仍可完全地移除該Si ARC層及複數層膜堆疊。
以上描述之從工件剝離材料之方法的一或更多者可利用如圖5中所描述之濕式清洗腔室的濕式清洗腔室中執行。然而，所討論之方法不局限於該例示性代表圖的範疇。根據以上描述之各種實施例，從工件剝離材料的方法可在若干系統的任何者中執行，該若干系統包含單一工件系統、批次工件系統、分配或噴射型工件系統、工件浸入系統等。
根據一實施例，圖5A顯示從工件525剝離材料的濕式清洗系統500。儘管該系統係繪示為噴射型單一工件系統，但仍可考慮其他系統。濕式清洗系統500包含濕式清洗腔室510，在該濕式清洗腔室510內，工件525受支撐於由旋轉馬達560驅動的可旋轉卡盤520上。噴射型單一工件系統(包含開放及封閉系統)已廣周知，並且利用使(複數)工件在轉盤或轉架上繞其自身軸或繞共同軸進行自轉或旋轉的離心力而提供移除液體的能力。
噴射型單一及批次工件系統可從TEL FSI, Inc. of Chaska, MN獲取，例如在一或更多貿易品名下的ORIONTM 、MERCURYTM 、或ZETATM 。適用於此處改裝之工具系統的另一範例係在名為「BARRIER STRUCTURE AND NOZZLE DEVICE FOR USE IN TOOLS USED TO PROCESS MICROELECTRONIC WORKPIECES WITH ONE OR MORE TREATMENT FLUIDS」的美國專利第8,544,483號中，或者在名為「BARRIER STRUCTURE AND NOZZLE DEVICE FOR USE IN TOOLS USED TO PROCESS MICROELECTRONIC WORKPIECES WITH ONE OR MORE TREATMENT FLUIDS」的美國專利第8,387,635號中加以描述。
濕式清洗系統500可包括第一分配裝置530，其包括具有複數噴嘴的噴射條狀物，從而將液體以連續流的形式、或作為液體氣溶膠滴而導向工件525上。此外，濕式清洗系統500可包含第二分配裝置531，其包括分配噴嘴，從而將液體以連續流的形式導向工件525上。或者，如圖6中顯示，濕式清洗系統600可包含第一分配裝置630及第二分配裝置631，其包含二或更多的分配噴嘴，以將液體以連續流的形式導向工件525上。
如圖5A中顯示，化學品供應系統540係耦接至第一及第二分配裝置530、531，且化學品供應系統540係配置成將待分配至工件525上的化學溶液供應、或分別地供應給該第一及第二分配裝置530、531。濕式清洗系統500可更包含背側化學品供應系統550，該背側化學品供應系統550係透過可旋轉卡盤520耦接至背側噴嘴(未顯示)，並且係配置成將待分配至工件525背側上的化學溶液供應給該背側噴嘴。
圖5B中顯示噴射條狀物的橫剖面視圖，繪示出期望的噴嘴配置，該噴射條狀物可操作成為圖5A中的第一分配裝置530。該噴射條狀物在主體中包含整組配置的孔口，該孔口被導向成提供彼此撞擊的束流。在所顯示的配置中，液體流(亦即，酸液體流、或硫酸成分)孔口532及534係向內導向，以提供撞擊的液體流542及544。如此實施例中顯示，水汽分配孔口536可位於液體流孔口532及534之間，使得水氣流546在噴嘴主體外與液體流542及544進行撞擊。由於該撞擊，便可發生原子化作用，從而形成液體氣溶膠滴548。
另外，因為水汽流從水汽分配孔口536離開時的相對高壓，液滴被賦予朝向工件表面的增強的方向性動量。噴嘴組件中該置中的孔口因此提供有利的方向方位，以輔助材料從工件表面的移除。或者，孔口的定位可相反，即，液體流可從孔口536進行分配，且水汽可從孔口532及534進行分配。
可選地，如額外氣體及/或蒸汽的額外成分可從噴嘴組件中的一或更多孔口進行分配。
束流的位置、方向，以及束流的相對力係較佳地選擇成提供結果液體氣溶膠滴的定向流動，使得液滴被導向至工件的表面，從而進行期望的處理。
在一實施例中，使液體氣溶膠滴以垂直於工件表面的角度接觸該表面。在另一實施例中，使液體氣溶膠滴以從工件表面起約10度至小於90度的角度接觸工件的表面。在另一實施例中，使液體氣溶膠滴以從工件表面起約30度至約60度的角度接觸工件的表面。在一實施例中，工件在氣溶膠滴與工件表面的接觸期間以約10至約1000rpm的速率進行旋轉。在另一實施例中，工件以約50至約500rpm的速率進行旋轉。
在一實施例中，液滴與工件的接觸方向可與工件之自轉軸的同心圓對準，或者在另一實施例中，可部分地或完全地偏離工件的旋轉軸而定向。濕式清洗系統500較佳地採用適當的控制設備570，其係耦接至化學品供應系統540、背側化學品供應系統、及旋轉馬達560、及其他者，以監控及/或控制流體流動、流體壓力、流體溫度、以上者之組合、及類似者其中的一或更多者，從而獲取在待達成之特定製程目標的實行方面期望的製程參數。
如硫酸成分、dHF、SC1、DI水等的化學溶液可從液體供應槽提供，並可透過流體管線(其具有適當的控制閥件、過濾器、泵、感測裝置等)以計量的方式進行傳送，從而分配至濕式清洗系統500、600中的裝置。化學品流速、環境沖洗氣體流速、溫度、濃度、旋轉/自轉速率等係可控參數，以上參數及其他者可根據所選製程配方及/或目標條件而調整。
使用如圖5A中所繪示之系統的設備，已呈現矽及有機材料組成之殘留層的移除。在一範例中，具有43質量%矽含量的含矽ARC層已使用以上描述之製程序列從工件完全地移除。表1提供三種(3)製程序列，標為「Si ARC 1」、「Si ARC 2」、及「Si ARC 3」。在第一製程序列(「Si ARC 1」)中、使工件曝露於SPM、然後是dHF、然後是SC1。<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 製程 </td><td> 序列 </td><td> 結果 </td></tr><tr><td> Si ARC 1 </td><td> 30秒 SPM + 60秒 dHF + 60秒 SC1 </td><td> 全部剝離 </td></tr><tr><td> Si ARC 2 </td><td> 60秒 dHF + 30秒 SPM + 60秒SC1 </td><td> 部分剝離 </td></tr><tr><td> Si ARC 3 </td><td> 30秒 SPM + 60秒 SC1 </td><td> 部分剝離 </td></tr></TBODY></TABLE> 表1
在製備SPM期間，硫酸(例如，約96 wt%至約98 wt%之濃度的硫酸)以第一流速加熱至180度C或180度C以上，然後以第二流速與過氧化氫溶液(例如，約30 wt%至約32 wt%的過氧化氫水)混合，並且然後射出並與水蒸氣在使用點處混合。在製備dHF期間，濃縮HF溶液(例如，約49 wt%的HF水)係在室溫下(例如，25度C)用水以100體積份之水比1體積份之濃縮HF溶液進行稀釋，然後以第三流速進行分配並使用氮流進行原子化。在製備SC1期間，1體積份氫氧化銨(例如，約27 wt%至約31 wt%的氨水溶液)在70度C與2體積份過氧化氫(例如，約30 wt%至約32 wt%過氧化氫水)及75體積份水進行混合、使用水蒸氣進行原子化、並被分配至工件的前側以及可選地分配至背側。儘管一些化學品的分配過程可包含原子化作用，但化學品可在沒有原子化作用的情況下進行分配，或者在使用其他材料進行原子化的情況下進行分配。
如表1中顯示，含矽ARC層係使用第一製程序列而全部地/完全地移除。然而，使用第二及第三製程序列(「Si ARC 2」、及「Si ARC 3」)，該膜層僅部分地移除，其中第二製程序列改變SPM及dHF步驟的順序，且第三製程序列省略dHF步驟。<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 製程 </td><td> 序列 </td><td> 結果 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 30秒 SPM + 20秒 dHF + 20秒 SC1 </td><td> 全部剝離 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 30秒 SPM + 20秒 SC1 </td><td> 全部剝離 </td></tr></TBODY></TABLE> 表2
在另一範例中，設置於三層膜堆疊中之具有17質量%矽含量的含矽ARC層(在光阻層之下，且在有機層之上)已使用上述製程序列從工件完全地移除。表2提供兩種(2)製程序列，標為「1」及「2」。
在製備SPM期間，硫酸(例如，約96 wt%至約98 wt%之濃度的硫酸)以第一流速加熱至180度C或180度C以上，然後以第二流速與過氧化氫溶液(例如，約30 wt%至約32 wt%的過氧化氫水)混合，並且然後射出並與水蒸氣在使用點處混合。在製備dHF期間，濃縮HF溶液(例如，約49 wt%的HF水)係在室溫下(例如，25度C)用水以100體積份之水比1體積份之濃縮HF溶液進行稀釋，然後以第三流速進行分配並使用氮流進行原子化。在製備SC1期間，1體積份氫氧化銨(例如，約27 wt%至約31 wt%的氨水溶液)係在70度C與2體積份過氧化氫(例如，約30 wt%至約32 wt%過氧化氫水)及75體積份水進行混合、使用水蒸氣進行原子化、並被分配至工件的前側以及可選地分配至背側。儘管一些化學品的分配過程可包含原子化作用，但化學品可在沒有原子化作用的情況下進行分配，或者在使用其他材料進行原子化的情況下進行分配。
第一製程序列使工件曝露於SPM、然後是dHF、然後是SC1，且該序列就完全地移除含矽ARC層而言係成功的。第二製程序列使工件曝露於SPM，然後是SC1，不包括dHF，且該製程就完全地移除含矽ARC層而言係成功的。
儘管於以上已進行詳述的僅僅是本發明的某些實施例，但是熟悉本技術領域者將輕易瞭解，在實質上不背離本發明之新穎教示及優點的條件下，實施例中許多變化皆有可能。因此，意在將所有如此之變化包含於本發明之範疇內。
100‧‧‧工件
105‧‧‧裝置層
110‧‧‧有機層
115‧‧‧覆層
120‧‧‧光敏性材料
215‧‧‧覆層
315‧‧‧覆層
400‧‧‧流程圖
410‧‧‧步驟
420‧‧‧步驟
430‧‧‧步驟
500‧‧‧濕式清洗系統
510‧‧‧濕式清洗腔室
520‧‧‧可旋轉卡盤
525‧‧‧工件
530‧‧‧第一分配裝置
531‧‧‧第二分配裝置
532‧‧‧孔口
534‧‧‧孔口
536‧‧‧孔口
540‧‧‧化學品供應系統
542‧‧‧液體流
544‧‧‧液體流
546‧‧‧水氣流
548‧‧‧液體氣溶膠滴
550‧‧‧背側化學品供應系統
560‧‧‧旋轉馬達
570‧‧‧控制設備
600‧‧‧濕式清洗系統
630‧‧‧第一分配裝置
631‧‧‧第二分配裝置
在隨附圖式中： 圖1A及1B根據一實施例，繪示具有由矽及有機材料組成之覆層之微電子工件的示意代表圖；
圖2A及2B根據另一實施例，繪示具有由矽及有機材料組成之覆層之微電子工件的示意代表圖；
圖3A及3B根據又另一實施例，繪示具有由矽及有機材料組成之覆層之微電子工件的示意代表圖；
圖4根據一實施例，提供說明從微電子工件剝離材料之方法的流程圖；
圖5A及5B係根據額外實施例之濕式清洗腔室的圖例；以及
圖6係根據又額外實施例之濕式清洗腔室的圖例。
400‧‧‧流程圖
410‧‧‧步驟
420‧‧‧步驟
430‧‧‧步驟

Claims (20)

  1. 一種從微電子工件剝離材料的方法，包含： 接收具有露出一由矽及有機材料組成之覆層之一表面的一工件； 將該工件設置於一濕式清洗腔室中；以及 藉由操作該濕式清洗腔室執行以下者而將該由矽及有機材料組成之覆層從該工件完全地移除：         使該工件的該表面曝露於含有一硫酸成分的一第一剝離劑。
  2. 如申請專利範圍第1項之從微電子工件剝離材料的方法，其中該由矽及有機材料組成之覆層具有少於或等於20質量%的矽含量。
  3. 如申請專利範圍第1項之從微電子工件剝離材料的方法，其中使該工件曝露於該第一剝離劑包含：分配含有硫酸及/或其乾燥物種、及前驅物的一液相硫酸成分；及將該液相硫酸成分曝露於使該液相硫酸成分的溫度有效增加至高於該液相硫酸成分曝露於水汽前的溫度的水汽量。
  4. 如申請專利範圍第1項之從微電子工件剝離材料的方法，其中該硫酸成分包含硫酸及過氧化氫。
  5. 如申請專利範圍第4項之從微電子工件剝離材料的方法，其中在使該硫酸與過氧化氫混合之前，將該硫酸加熱至從約70度C至約220度C之範圍的溫度。
  6. 如申請專利範圍第4項之從微電子工件剝離材料的方法，其中在使該硫酸與過氧化氫混合之前，將該硫酸加熱至從約170度C至約200度C之範圍的溫度。
  7. 如申請專利範圍第1項之從微電子工件剝離材料的方法，其中該由矽及有機材料組成之覆層的完全移除更包含： 使該工件曝露於該第一剝離劑之後，將該工件的該表面曝露於含有稀釋氫氟酸(dHF)的一第二剝離劑。
  8. 如申請專利範圍第7項之從微電子工件剝離材料的方法，其中該由矽及有機材料組成之覆層具有大於20質量%的矽含量。
  9. 如申請專利範圍第7項之從微電子工件剝離材料的方法，其中該由矽及有機材料組成之覆層具有大於30質量%的矽含量。
  10. 如申請專利範圍第7項之從微電子工件剝離材料的方法，其中該由矽及有機材料組成之覆層具有超過40質量%的矽成分。
  11. 如申請專利範圍第7項之從微電子工件剝離材料的方法，其中該工件曝露於該第二剝離劑係緊接該工件曝露於該第一剝離劑之後執行。
  12. 如申請專利範圍第7項之從微電子工件剝離材料的方法，其中該由矽及有機材料組成之覆層的完全移除更包含： 在該工件曝露於該第一剝離劑之後、且該工件曝露於該第二剝離劑之前，使該工件的該表面曝露於一沖洗劑，其中該沖洗劑係選自以下者組成的群組：過氧化氫、去離子(DI)水、熱去離子(HDI)水、冷去離子(CDI)水、HDI及CDI的混合物、及HDI及CDI及過氧化氫的混合物。
  13. 如申請專利範圍第7項之從微電子工件剝離材料的方法，其中該第二剝離劑含有水對HF之稀釋比率從50:1至1000:1之範圍的稀釋氫氟酸。
  14. 如申請專利範圍第13項之從微電子工件剝離材料的方法，其中將該稀釋氫氟酸加熱至從約20度C至約80度C之範圍的一溫度。
  15. 如申請專利範圍第1項之從微電子工件剝離材料的方法，其中該由矽及有機材料組成之覆層的完全移除更包含： 使該工件曝露於該第一剝離劑之後，使該工件之該表面曝露於含有去離子水、氫氧化銨水、及過氧化氫之混合物的一清洗劑，以移除殘留的硫酸。
  16. 如申請專利範圍第15項之從微電子工件剝離材料的方法，其中該清洗劑含有由NH4 OH:H2 O2 :H2 O組成的SC1成分，且NH4 OH:H2 O2 :H2 O的混合比率在從約1:1:5至約1:8:500的範圍內。
  17. 如申請專利範圍第16項之從微電子工件剝離材料的方法，其中該SC1成分被調整至約20度C至約80度C之範圍中的一溫度。
  18. 如申請專利範圍第1項之從微電子工件剝離材料的方法，其中該由矽及有機材料組成之覆層含有含矽抗反射塗層(ARC, anti-reflective coating)，且其中該由矽及有機材料組成之覆層具有約等於17質量%、或約等於43質量%的矽含量。
  19. 如申請專利範圍第1項之從微電子工件剝離材料的方法，其中該由矽及有機材料組成之覆層係一複數膜層堆疊的一部分，該複數膜層堆疊包含一上方光敏性材料的殘留部分及可選的一下方有機層。
  20. 如申請專利範圍第19項之從微電子工件剝離材料的方法，更包含： 使該工件之該表面曝露於含有一受熱硫酸成分的一第三剝離劑，以移除該下方有機層。
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